大家跟紙打交道多年,不知道折過多少紙,甚至還能折出各種各樣的花樣。但是,你試過另一種折紙挑戰嗎?
拿一張普通的A4紙,對折之后再對折,你覺得最多能對折幾次?
盲猜:對折十幾下應該不成問題吧?
然而,當你動手試過后,會發現:
A4紙對折7次后|作者供圖
一張普通的A4紙,竟然很難對折超過7次!
7次,真的是折紙挑戰的上限嗎?能否突破這個限制?其實,這是一個簡單的數學問題
01 折紙的數學描述
假設紙張的原始長度、寬度、厚度分別為a、b、t,對折n次后,三者尺寸的變化如下表所示。
A4紙對折次數與紙張尺寸的關系|作者供圖
表中可以看到,每對折一次,長度或寬度減半,而厚度翻倍。它們之間存在一個2^n的冪次方關系,這個關系意味著尺寸關系變化非常快。許多故事都涉及2^n的冪次方關系。比如工資問題:第一天給你1分,第二天開始每天翻倍,一個月后總工資將超過1千萬元。再比如國王的棋盤米粒問題:第一格1粒米,后面每格都翻倍,當64格放完時,整個王國甚至整個世界都將被掏空。
棋盤米粒倍增關系|作者供圖
回到折紙問題,當對折第n次時,紙張厚度變成了原來的2^n倍。一張A4紙厚度約0.1毫米,如果對折23次,其厚度將達到約839米,而地球上最高的建筑物迪拜塔也不過828米高。
全球最高的建筑|圖源:攝圖網
當對折42次時,紙的厚度將達到439805公里,已經超過了地月平均距離(384403.9公里)。如果繼續對折至58次,厚度將超過太陽系直徑(約300億公里);對折83次,就可以沖出銀河系(直徑約16萬光年)了。
也許有一天我們可以靠折紙抵達太陽,登陸火星
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